30萬公裡每秒的光速令科學家「失望」,原因竟然是它太「慢」了

2020-08-20 科學黑洞

從前車馬很慢,書信很遠,一生只夠愛一人。這差不多就是一個多世紀以前發生的場景,但是經過科技的發展交通工具速度不斷的提升,今天,人類把我們生活的世界變成了一個地球村,真正的實現了地球之上無不可去之地,並且花費的時間都很短。

地球作為我們唯一的生存家園,它是一個很大很大的世界,佔居地球表面積百分之三十的陸地,就足以承載數百萬個物種以及38億年的生命史了。這樣的地球周長4萬公裡,是遙不可及的大,但是光卻可以一秒鐘繞地球七圈半了,這樣的速度更是我們無法想像的。

愛因斯坦的理論對於光速有了新的詮釋,在此前科學界普遍認為光速和其它物體速度性質一致,可以滿足伽利略的速度疊加原理的。愛因斯坦卻認為光速不變,並且是宇宙中最快的速度,更加準確的描述應該是有靜止質量物體運動速度的極限值。

目前已知宇宙中超光速的現象有幾種,如宇宙的膨脹速度是超光速的,量子糾纏速度超光速以及量子隧穿速度超光速等等。但無論如何光速都是我們已知速度的極限值了,但是30萬公裡每秒的光速在天文學家眼裡卻非常慢,令大家非常失望這是怎麼回事哪?

主要還是因為宇宙太大了,目前已知太陽系的範圍是以奧爾特雲為邊界的,那裡聚集著長周期彗星,大多數是太陽系形成初期就存在的。奧爾特雲的直徑在2-3光年,這也就意味著太陽系的大小是2-3光年的「球型」。

如果從地球出發以光速運動,至少需要1年的時間才能飛出太陽系。在43年前NASA發射的旅行者一號,目前才飛到距離地球僅僅220億公裡的地方,按照它目前的速度飛出太陽系大約還需要7.6萬年,這樣對比的話光速是非常快的。

這個時候繼續向外擴展,太陽系及周圍大量的恆星系統都屬於銀河系範疇,銀河系是一個中等大小的螺旋星系,直徑在20萬光年,包含了2000多億顆恆星。我們眼望星空看到的點點繁星都位於銀河系內距離我們較近的地方,繞著銀河系的中心超大質量黑洞旋轉。

那麼在地球上的我們要想把銀河系轉遍或者飛出銀河系至少需要十多萬年的時間,這還是以光速為前提。但是人類個體的壽命不足百年,即使整個人類文明史從智人出現開始算起,也才20萬年左右的歷史。而類似於銀河系的恆星「集團」,例如仙女座星系、三角座星系等幾十個星系,構成了本星系群,它佔據了1000多萬光年直徑的區域。

然而到這裡並沒有結束,本星系群也僅僅是室女座超星系團的一部分,我們的宇宙很遼闊。

按照主流的科學觀點宇宙誕生於138億年前的奇點大爆炸,經過漫長時間的膨脹目前可觀測宇宙直徑已經達到了930億光年。愛因斯坦認為光速是有靜止質量物體的速度極限,這也意味著我們會永遠的受到光速的限制,30萬公裡每秒的速度太「慢」了,人類文明是被光速給鎖死了。

「上帝給我們關上了一扇門,但總會留下一扇窗」,雖然愛因斯坦認為光速不可超越,但是他預言的蟲洞如果被發現,也可以實現短時間內的長距離的移動,也就是傳說中的時空穿梭。


文/科學黑洞,圖片來源網絡侵刪。

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  • 30萬公裡每秒的光速令科學家「失望」,原因竟然是它太「慢」了
    地球作為我們唯一的生存家園,它是一個很大很大的世界,佔居地球表面積百分之三十的陸地,就足以承載數百萬個物種以及38億年的生命史了。這樣的地球周長4萬公裡,是遙不可及的大,但是光卻可以一秒鐘繞地球七圈半了,這樣的速度更是我們無法想像的。
  • 光速為何是30萬公裡每秒?到底是什麼限制了光速?
    因為無論光速是30萬還是35萬,都還是可以繼續問,為啥不是40萬公裡云云。此外,還有一個注意事項,公裡有多長也只是一個人為規定,如果換一種規定,光速的數字可能更大也可能更小,比如在歐美國家常用的英制單位,英裡。1英裡=1.6公裡左右,如果用英裡來表示光速那就連30萬都沒有了,大概只有 186,282英裡/秒。所以,核心問題不是光速有多快,而是為什麼它不是無限快?
  • 光速是極限速度,但卻只有30萬公裡每秒,到底是誰限制了它?
    光速是極限速度,但卻只有30萬公裡每秒,到底是誰限制了它?根據我們的常識,光速可以達到每秒30萬公裡,這種極限速度可以在地球和太陽之間往返只需要16分鐘,那漫長的空間距離在光速面前變得非常的簡單,而且,傳聞實現光速以後,就能夠跳出時間的束縛,甚至還能實現時間的倒流,因此很多科學家對它很感興趣,就連一些科幻作家也不厭其煩的書寫著它的傳奇。
  • 為何光速是30萬公裡每秒?是什麼限制了光速?
    大家都知道,光線是現在宇宙所有物質中,在真空中傳播速度最快的(排除量子糾纏和宇宙膨脹現象,因為它們都不能傳遞信息),這個速度值為299792458米每秒,為了便於記憶和計算的方便,人們通常將光速近似看作30萬公裡每秒。
  • 為何光速是30萬公裡每秒?是什麼限制了光速?
    大家都知道,光線是現在宇宙所有物質中,在真空中傳播速度最快的(排除量子糾纏和宇宙膨脹現象,因為它們都不能傳遞信息),這個速度值為299792458米每秒,為了便於記憶和計算的方便,人們通常將光速近似看作30萬公裡每秒。那麼,有朋友不禁要問了,為什麼光速不是每秒35萬公裡、40萬公裡,只能是30萬公裡每秒,是什麼限制了光速呢?
  • 光速為何被限定為30萬公裡每秒?一旦突破光速,文明或進入下階段
    70萬公裡,相當於每秒194公裡,這是什麼概念?帕克號探測器月球和地球之間的距離是30萬公裡,帕克號僅需1個多小時就可以往返地球和月球,火星與地球的距離為5500萬公裡,帕克號從地球飛到火星也僅需要78個小時,由此可見帕克號的速度有多快,但是帕克號的「快」是相對的,為什麼是相對的呢?
  • 光速每秒是多少公裡,它的動力來源於哪裡?科學家給出了猜想
    光速每秒是多少公裡,它的動力來源於哪裡?科學家給出了猜想引言:我們現在知道宇宙中最快的速度就是光速,光速人類經過很多年的測試來判斷出來的,而且光速也是非常快的,根據科學家的計算,我們能夠得出光速大約是每秒30萬公裡的速度,這個速度對於人類來說已經是天文速度了,畢竟我們人類的速度連光速的十分之一都沒有辦法達到,那麼有很多人提出一個問題,就是光速的動力是來源於哪裡?
  • 光速為何是30萬公裡每秒不是35萬?到底是什麼限制了光速?
    可以是35萬公裡每秒,但如果真的是35萬公裡每秒,你又會問為什麼不是40萬公裡每秒呢?除非光速是無限的,否則光速總得有一個數值吧?而如果光速真的是無限的,世界上的一切物質都不會出現,不會形成,宇宙中也沒有過去將來,也不會有因果關係。所有的只有現在,只有此時此刻!
  • 光速每秒30萬公裡,它的動力來源是什麼?需要加速嗎?
    那麼真空中近似30萬公裡每秒的光速,它的動力是什麼?為什麼會有如此高的速度?愛因斯坦曾做過這樣的思維實驗,他想著當時的交通工具火車,如果不斷的給它加煤、加燃料,火車的速度就會不斷的提升,但理論上只能加速到無限接近於光速。
  • 30萬公裡每秒的光速,它的動力來源是什麼?需要加速嗎?
    那麼真空中近似30萬公裡每秒的光速,它的動力是什麼?為什麼會有如此高的速度?愛因斯坦曾做過這樣的思維實驗,他想著當時的交通工具火車,如果不斷的給它加煤、加燃料,火車的速度就會不斷的提升,但理論上只能加速到無限接近於光速。
  • 30萬公裡每秒的光速,它的動力來源是什麼?需要加速嗎?
    那麼真空中近似30萬公裡每秒的光速,它的動力是什麼?為什麼會有如此高的速度?愛因斯坦研究發現,他認為光是宇宙中最快的速度,任何有靜止質量的物體速度永遠都達不到光速,理論上只能無限接近於光速。愛因斯坦曾做過這樣的思維實驗,他想著當時的交通工具火車,如果不斷的給它加煤、加燃料,火車的速度就會不斷的提升,但理論上只能加速到無限接近於光速。從狹義相對論的質增效應來看,高速運動的物體質量會不斷地提升,當物體達到光速百分之50%,質量會提升15%,當達到99%光速,質量提升700%。
  • 光速每秒30萬公裡,動力源在哪?
    一個沒有質量的粒子,以光速前進,卻擁有能量,這讓科學家想到另一種可能——光,是波嗎?科學家提出光是波的概念後,通過雙縫實驗,看到了光的波形。並非如此,人類科學證明,波的傳播需要介質,然而光的傳播並不需要介質,在真空中光的速度最為穩定,可以達到每秒30萬公裡,光的傳遞並沒有依賴介質。這有兩種可能性:光擁有波的特性,但並非是波。真空中存在人類未知的介質,可以傳遞光。這就延伸出光的新屬性——波粒二象性。
  • 光速為什麼是30萬公裡每秒?這是怎麼算出來的?
    我們生活在一個物質世界,在描述這個世界的各種常量中,高度,質量都沒有極限,但是速度有,那就是光速。光速所指的就是光傳播的速度,它也是目前科學家公認的極限速度,也就是30萬公裡每秒。人類沒有發現比光傳播速度更快的物質,所以光速也被視為是宇宙極限速度。那麼問題出現了。
  • 30萬公裡每秒,如果能達到這個速度會發生什麼事?
    不過不是說經典物理不對,在日常生活中其實都是經典物理學可以解決的,不過部分科學家們接觸到的實驗,涉及到的速度可能要遠超日常的情況,所以經典物理就不適用了。大家都知道光速是30萬公裡每秒,精確值則是299792.458公裡每秒。而目前人類製造的物品所達到的速度完全比不上光速。
  • 光速一秒能繞地球7圈,為何還有人認為它太「慢」?答案太奇妙了
    光速一秒能繞地球7圈,為何還有人認為它太「慢」?答案太奇妙了大家都知道,光速是人類已知的極限速度,在科幻電影中只要非常達到了光速,不僅能夠遨遊宇宙,而且還能夠任意的玩弄時空,雖說在現實生活中光速沒有那麼神奇,但它也是每秒30萬公裡,1秒鐘能夠繞地球轉7圈的恐怖存在,在我們普通人看來,這簡直是想都不敢想的速度。
  • 光速是宇宙中的極限速度,每秒30萬公裡,科學家如何測量的呢?
    光速是宇宙中的極限速度,每秒30萬公裡,科學家如何測量的呢?在人類的認知中,宇宙中最快的速度當屬光速。根據愛因斯坦提出的相對論,宇宙中不會出現比光速還快的速度了。那有一個問題來了,已經完全超越我們日常所能反映的時間,並且它的移動速度相當快,科學家是通過什麼樣的方法測得它的速度的呢?很多人都認為想要測量光速,一定需要非常先進的科技,有很多科學家都已經不斷的嘗試過了。光速是宇宙中的極限速度,每秒30萬公裡,科學家如何測量的呢?
  • 光速只有30萬公裡每秒,是誰限制了它?若能突破,可能實現穿越
    是什麼限制了光速?若能挑戰光速,穿越不再是夢!劉慈欣的科幻小說《三體》受到了許多讀者的歡迎,它其中展現出來許多超前的概念,富有新意,但是又有一定的科學依據,難怪他的忠實讀者中還有歐巴馬這個大人物。目前人們普遍認為,光速為30萬公裡每秒,這似乎已經成為一個常識了。但是大家有沒有思考過,為什麼光速只有30萬公裡每秒?有沒有可能更快?
  • 為什麼光速是將近每秒30萬公裡,而不是其他數值?
    在人類建立的體系下,光在真空中的傳播速度將近每秒30萬公裡。至於為什麼光速是這個數值,而不是諸如每秒35萬公裡或者每秒15萬公裡,其原因與我們所生活的宇宙屬性有關。根據麥克斯韋的電磁場方程組可以推導出如下的真空光速(c)公式:上式中,ε0表示真空介電常數(或稱真空電容率),μ0表示真空磁導率。無論是真空介電常數,還是真空磁導率,它們都是恆定的常數,都與真空的屬性有關,它們決定了真空中的光速大小。
  • 光速每秒30萬公裡,這個數值是巧合嗎?
    光傳為宇宙中傳播速度最快的物質,現在已經深深地印在了人們的腦海中,我們通常說的光速在真空中的傳播速度為每秒30萬公裡,實質上是一個近似值,通過多年來的精密測量,光速的真實速度為299792458米每秒,之所以取30萬公裡,一方面是為了方便記憶,另外一方面是為了計算的簡捷。
  • 為何光速每秒只有30萬公裡,誰限制了它?劉慈欣提出一種大膽猜測
    關於光速的研究,科學家們最多也就只能夠停留在小說和影視劇當中,在劉慈欣的《三體》一書當中就有提到過光速,在這本書當中光速被定義為,主宰整個宇宙發展速度的產物是通過人類的三維世界之外的更高維度的世界,而催生出來的速度。